Учёные уточнили возможную форму сигнала тёмной материи в Млечном Пути

Избыток гамма-излучения возле центра Млечного Пути обсуждают уже много лет. Его могут объяснять как частицы тёмной материи, так и пока не различимые по отдельности миллисекундные пульсары. В исследовании, опубликованном в октябре 2025 года в Physical Review Letters, учёные проверили одно из возражений против гипотезы о тёмной материи — форму предполагаемого сигнала.

Если гамма-лучи возникают при аннигиляции гипотетических частиц тёмной материи, распределение излучения должно зависеть от того, как эта материя сосредоточена возле галактического центра. Для прежних сравнений часто использовали приблизительно сферическую модель. Между тем в данных телескопа Fermi обсуждается уплощённая, местами похожая на коробку форма избытка. Она также согласуется с распределением старых звёзд, среди которых могут находиться миллисекундные пульсары.

Группа под руководством Мооритса Михкеля Муру (Moorits Mihkel Muru) использовала симуляции Hestia с галактиками, похожими на Млечный Путь. Модели учитывали сложную историю их формирования и слияний. Распределение тёмной материи в центральных областях получилось уплощённым и асимметричным, а предполагаемые карты излучения от её аннигиляции — похожими по форме на карты для пульсарной гипотезы.

Исследователи не получили новый сигнал тёмной материи и не обнаружили её частицы. Их результат показывает, что несферическая форма гамма-избытка сама по себе не исключает тёмную материю. По оценке авторов, при нынешних неопределённостях данных Fermi две модели по форме сигнала практически неразличимы.

Вопрос остаётся открытым и по другим причинам. Для пульсарной версии может потребоваться многочисленная популяция слабых источников, которых пока не удалось разрешить по отдельности. Гипотеза тёмной материи, в свою очередь, зависит от существования подходящих частиц и механизма их аннигиляции. Авторы рассчитывают, что наблюдения гамма-лучей на более высоких энергиях и исследования карликовых галактик помогут различить сценарии.

Таким образом, работа уточнила модель возможного сигнала, но не установила источник гамма-избытка в центре Млечного Пути.

Источник: исследование в Physical Review Letters